JPS6366735A - 光ヘツド - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 この発明は、光学式ディスクプレーヤに用いられる光ヘ
ッドの出射レーザ光光軸をディスクに対して傾き補正す
る際に適用されるチルトサーボ技術に関する。

従来の技術 対物レンズの開口数がＮＡ＝０．５以上の光ヘッドで、
ディスク径がφ＝２００ｍ／ｍ原２００ｍスクを媒体と
する場合、ディスク回転時にディスクに反りやたわみが
生じ、ディスクに対して出射レーザ光の光軸に角度誤差
が生じる。この角度誤差は、ディスクの傾き方向にビー
ム径を広げ、隣接トラックに悪影響を及ぼすことになる
。

そこで、この種の光へノドにおいては、レーザ光光軸を
ディスクの傾きに追従制御させ正しく傾き補正するため
に、チルトサーボ機構が組み込まれている。このチルト
サーボ機構は、光ヘッドに設けたチルトセンサでレーザ
光照射位置におけるディスクの傾きを常に検出し、その
検出信号に基づいて光ヘッドの傾き調整機構をフィード
バック制御し、レーザ光光軸のディスクに対する入射角
度のズレ、誤差を機械的に補正するものであり、これに
よって、レーザ光光軸をディスクの傾きに正しく追従制
御するチルトサーボが行われる。

従来、このチルトサーボ機構は、ディスク面に光を照射
する光源となるレンズ付きのＬＥＤ　（発光ダイオード
）と、このＬＥＤの両脇に配設された一対の光センサと
によって構成され、ＬＥＤからディスクに照射された光
の反射光を一対の光センサで受光し、その受光光量の差
によってチルトサーボ信号を得るようにしたものであり
、これを光ヘッドの光学系とは別系統で配設したもので
あった。

発明が解決しようとする問題点 しかしながら、上記のような従来のチルトサーボ機構に
あっては、チルトセンサを含むチルトサーボ系を光ヘッ
ドの光学系とは別系統で構成しているので、光学系のレ
ーザ光とは別に光源を必要とし、その分高価につくと共
に、全体のスペースが嵩ぼり、省スペース化を図る上で
不利であったまた、光源としてＬＥＤの拡散光を用いて
いるので、指向性に乏しく、ディスク端縁部における正
確な傾き検出が行えない問題があった。更に、光源とし
て用いられているＬＥＤは、拡散光の傾きにバラツキが
多く、光へ、ドに対する取り付は時に微細な調整を必要
とし、取り付は調整がやっかいであると同時に、信頼性
に欠ける欠点があった。

この発明は以上の点に鑑みなされたものであって、構造
簡単であってスペースを要さず高感度で、かつ信頼度の
高い傾き検出が行える安価な構成の光ヘッドにおけるチ
ルトサーボ機構を提供しようとするものである。

問題点を解決するための手段 この発明は、対物レンズの外周部にコリメータレンズで
成形されたコリメート光を直進・通過させる領域を設け
、この領域を通して出射されるコリメート光のディスク
で反射された回折光を受ける一対の光センサをディスク
との対向位置に配設し、この一対の光センサの差動出力
に基づいて出射レーザ光の光軸をディスクに対して傾き
補正するようにしたことを特徴とする光ヘッドである。

作用 コリメータレンズを介してビーム成形されたコリメート
光は、対物レンズの外周部に形成した領域を直進・通過
して光源として出射する。このフリメート光は、ディス
クで反射して回折光となって戻され、そのうちの土１次
光が一対の光センサで夫々受光検出される。その差動出
力によって光ヘッドをチルトサーボするサーボ信号が得
られる。したがって従来のＬＥＤのような別光源は不要
であり、光学ヘッドの光学系と同一の系統でチルトサー
ボ系が構成できる。

実施例 以下、本発明の実施例について図面を参照して説明する
。

第１図は本発明に係る光ヘッドの光学系を示す概略側面
図、第２図および第３図は本発明に係るチルトセンサを
示す要部斜視図、第４図は光ヘッドのチルト機構を含む
光学ヘッド駆動機構の一例を示す斜視図である。

光ヘツド本体ｌＯのディスクＤと対向する側の一端に、
図示しない２軸了クチユエータによって対物レンズ１１
がフォーカス・トラッキング方向の直交２軸方向に、駆
動可能に支持されている。

光ヘツド本体１０の他端に、半導体レーザ１２が配設さ
れている。半導体レーザ１２から出射されるレーザ光Ｆ
Ｏが対物レンズ１１に至る光軸方向には、回折格子１３
、偏光ビームスプリッタ１４、コリメータレンズ１５．
１／４波＆板１６がこの順に配設されている。そして、
ディスクＤからの戻り光Ｆｌが偏光ビームスプリンタ１
４を介して偏光される方向に、非点収差発生光学系素子
１７と、その収束光を受光する光検出器１８とが配設さ
れ、フォーカスエラー信号・トラッキングエラー信号お
よび再生信号の信号検出系が設けられている。

対物レンズ１１を支持する２軸アクチユエータを配した
光ヘツド本体１０の上部は、対物レンズ１１と対応する
部分を開口した上部カバー１９で覆われている。上部カ
バー１８のディスクＤと対向する上面には、対物レンズ
１１を挟むディスクＤの半径方向の両側にチルトサーボ
信号検出用の一対の光センサ２０．２１が配設されてい
る。

対物レンズ１１は、第１図および第３図に示すように、
円筒部１１ａと、円筒部１１ａの外周に突出形成された
取付用フランジ部１１ｂと、円筒部１１ａの内部中央に
形成された収束レンズ部ｔｉｃとをガラスΦプラスチッ
ク等の透明体で一体に形成したものである。円筒部１１
ａの一端面の環状部には、ディスクＤの半径方向と対応
する対物レンズ１１の中心線を挟んで左右対称の位置に
遮光膜２２．２２が貼り付けられている。このようにし
て、遮光膜２２．２２で覆われた対物レンズ１１の円筒
部１１ａの残余の部分に、レーザ光Ｆの透過部１１Ｌ１
１２がディスクＤの半径方向に中心に対して対称に形成
されている。

対物レンズ１１のレンズ部ｌｉｅの入射瞳径ｌすなわち
円筒部１１ａの内径は、コリメータレンズ１５の有効瞳
径りよりも小さくなっている。そして、対物レンズ１１
の円筒部１１ａの外径１゜は、コリメータレンズ１５の
有効瞳径りと同一またはやや小さくなっている。

この対物レンズおよびコリメータレンズ１５として例え
ば、ＭＯ（光磁気）用光ヘッドでは、焦点距離ｆ＝５．
５ｍ／ｍｓ開口数ＮＡ＝０．５５、有効瞳径６．０５ｍ
／ｍのコリメータレンズと、ｆ＝３．９ｍ／ｍｔ　ＮＡ
＝０．５５、入射瞳径４．３ｍ／ｍの対物レンズが用い
られる。

半導体レーザ１２から出射されるレーザ光ＦＯは、回折
格子１３、偏光ビームスプリッタ１４を通り、コリメー
タレンズ１５を介してコリメータレンズの有効瞳径りと
同径の円形平行ビームであるコリメート光ＦＯ’に成形
される。コリメート光ＦＯ’は、１／４波長板１８を通
して対物レンズ１１に至る。

コリメート光ＦＯ’は、対物レンズ１１のレンズ部ｌｉ
ｅと対応する入射瞳径１と同径の中央部がこのレンズ部
１１ｃで収束され、そのビームスポットがディスク０面
に照射される。そのディスクから反射された戻り光Ｆｌ
は対物レンズ１１のレンズ部１１ｃ１１／４波長板１６
、コリメータレンズ１５を通し、偏光ビームスプリッタ
１４を介して偏光され、非点収差発生用の光学系素子１
７を通して光検出器１８に導かれる。

一方、コリメ−ト光ＦＯ’の中央から外側の外周縁部は
、対物レンズ１１の円筒部１１ａの透過部１１１．１１
２を通してレンズ作用を受けることなく直進し、ディス
ク０面に照射される。この出射光Ｆ２．Ｆ３は、ディス
ク０面での反射によって、ディスクＤのトラック溝によ
って回折作用を受ける。この回折光は対物レンズ１１の
両側に設けたチルトサーボ信号検出用の光センサ２０．
２１に夫々受光される。光センサ２０．２１は、出射光
Ｆ２、Ｆ３について、＋Ｌ−１次光のみを各々受光する
ように配されている。この光センサ２０．２１の差動出
力によってチルトサーボ信号が検出される。このチルト
サーボ信号によって光ヘッド、より詳しくは出射レーザ
光の光軸が、ディスクＤの傾きに追従して傾き制御され
る。すなわち、光センサ２０．２１から取り出されたチ
ルトサーボ信号に基づいて後述する光ヘッドのチルト機
構が駆動制御され、光ヘッドがディスクＤの傾きに追従
して正しく傾き（角度）補正される。

本実施例のチルトセンサは、半導体レーザ１２から出射
されるレーザ光ＦＯをコリメータレンズ１５を介して成
形したコリメート光ＦＯ”の中央から外側の外周縁光を
光源とするものであり、これと対物レンズ１１の両側に
配設した光センサ２０．２１とによって構成されている
。

次に、上記のチルトセンサからのチルト出力によって光
ヘッドを傾き制御するチル）［Ｈについて説明する。

プレーヤ本体を構成するシャーシベース３０上には、一
対のガイドシャフト３１．３１が平行に配設されている
。ガイドシャツ）３Ｌ３１には枠杖のへラドシャーシ３
２がディスク径方向に摺動自在に装着されている。ヘッ
ドシャーシ３２の一側端には、リニアドライブ用コイル
３３が取り付けられている。このコイル３３に対応して
、シャーシベース３０上には磁気回路３４が配設されて
いる。この磁気回路３４のヨークにコイル３３が嵌合に
よって組み合わされている。一方、ヘノドシャーシ３２
の他側端には、コイル３５１と磁気回路３０とから成る
速度センサ３５が装着されている。

ヘッドシャーシ３２上には、ヘッド本体の両側にサポー
）３２１．３２２が立設されている。サポート３２１．
３２２には、光ヘツド本体１０が軸３６．３８によりス
イング動作自在に支持されている。軸３６．３Ｂの中心
軸線Ｔを結ぶ線は、光ヘツド本体１０を傾き方向に回動
させるチルト支点となる。光ヘツド本体１０は、このチ
ルト支点Ｔを中心に傾き方向に回動され、ディスクＤの
ソリやたわみに対して光ヘッドの出射レーザ光がディス
ク面に対して垂直となるように傾き補正される。このチ
ルト支点Ｔは、ディスクＤのソリ量とソリ角度に応じて
最適な傾き制御が行える位置に設定されている。光ヘツ
ド本体１０の一側下端には、ディスク中心Ｏと反対方向
に延びるレバー３７が取り付けられている。レバー３７
の端部には、上下一対の軸が側方に突出しており、この
側方に突設したー・対の軸にガイドローラ３８．３９が
上下に取り付けられている。ガイドローラ３８．３９の
うちの一方のガイドローラ３９は、上下に移動自在であ
り、他方のガイドローラ３８の側へ図示しないバネによ
り常時付勢されている。

一方、光ヘッド１０の一側部と対応するシャーシベース
３０上の両側には、光ヘッドの移動方向の両端近傍に位
置して、一対のレバー４０，４０が軸により回動自在に
支持されている。レバー４０．４０の間には、シャーフ
ト４１がガイドシャフト３１に平行に掛は渡されている
。シャフト４１はレバー４０．４０の回動中心を支点と
して、上下動自在に支持されている。一方のレバー４０
（第４図の手前側にあるレバー４０）には、−側にメネ
ジを有するネジブロック４２が取り付けられている。ネ
ジブロック４２には、シャーシベース３０上に回転自在
に軸承された送りネジ軸４３がネジ送まれている。送り
ネジ＋！１１４３の下端部には、同軸にウオームホイー
ル４４が取り付けられている。このウオームホイール４
４の一側方のシャーシベース３０上には、駆動モータ４
５が配設されている。駆動モータ４５の駆動軸に取り付
けられたウオームギヤ４６がウオームホイール４４に噛
み合わされている。

シャフト４１は、光ヘッド１０の一側に設けた一対のガ
イドローラ３８．３９の間に挟まれている。

光ヘッド１０は、駆動モータ４５の回転駆動力により、
ウオームギヤ４６、ウオームホイール４４、ネジ送り機
構を介してシャフト４１を上下動させることによって、
チルト支点を中心に上下にスイング動される。

駆動モータ４５は、上記のチルトセンサを構成する一対
の光センサ２０．２１から取り出されたチルトサーボ信
号により駆動制御される。これにより、光ヘッド１０は
、その出射レーザ光光軸が常時ディスク面と垂直になる
ように、ディスク径方向への移動と共に、ディスクの傾
きに応じて傾き制御される。すなわち、レーザ光の傾き
（角度）補正が機械的かつ自動的に行われる。

上記の実施例構造によると、コリメータレンズでビーム
成形されたコリメート光のうちの対物レンズを直進する
成分をチルトセンサ用の光源として用いているので、別
途にＬＥＤ等の光源を必要としない。また、光学系と同
系統でチルトサーボ系が構成可能である。したがって、
安価に構成でき、スペースを要さず省スペース化を図り
得る。

また、対物レンズから直進して出射される光ヘッドのコ
リメート光を光源としているので、その指向性が極めて
高く、高感度で信頼性の高いチルトサーボ信号の検出を
行うことが可能となる。そして、従来のＬＥＤを光源と
して用いるものと異なり、調整作業が不要になる。

更に、従来のＬＥＤのように拡散光を用いるものと異な
り、対物レンズ１１の外周縁部を直進して出射したコリ
メート光は、対物レンズ１１に極く近接した平行光であ
り、指向性が極めて高いので、光ヘッドがディスク半径
方向に移動しても、常時正確なチルトサーボ信号の検出
が行える。特に、ディスクのソリやたわみ、すなわち傾
きが大きくなる端縁部近傍において、正確なチルトサー
ボ信号の検出が常時正確に行える。

上記実施例で説明したように、対物レンズ１１の外周縁
部を通過するコリメート光のうち、その一部を遮光膜２
２．２２によって遮光するようにしておけば、対物レン
ズ成形時における個々の寸法上のバラツキ等によるコマ
収差の発生に対して、対物レンズの調整時における向き
を定める上で打利となる。この遮光膜２２．２２は必ず
しも無くても良い。遮光膜２２．２２が無くても、本発
明所期の目的は十分に達成できる。

尚、対物レンズ１１は、上記実施例に示す構造のものに
限るものでは無い。

発明の詳細 な説明したように、この発明によれば、コリメータレン
ズでビーム成形されたコリメート光をチルトセンサの光
源として用いているので、従来のようにＬＥＤ等の光源
を別途に設ける必要はなくなり、また光ヘッドの光学系
と同系統でチルトサーボ系を構成することができる。し
たがって、構造簡単であり、その分安価に構成できると
同時に、スペースを要さず、省スペース化を図ることが
できる。しかも、従来のような光源の取り付けが不要と
なり、取り付は時における調整か不要となる。

また、この発明によれば、対物レンズの外周縁部を直進
・出射するコリメート光をディスクに平行に照射し、そ
の反射光を対物レンズと近接した位置で光センサにより
受光検出するようにしているので、高感度で信頼性の高
い正確なチルトサーボ信号の検出が行える。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係るチルトセンサを備えた光ヘッドの
光学系の一例を示す概略側面図、第２図は本発明に係る
チルトセンサを示す光ヘッドの要部斜視図、第３図はそ
の光ヘッドの対物レンズを示す斜視図、第４図は本発明
に係るチルトセンサで検出されたチルトサーボ信号によ
って駆動される光ヘッドのチルト機構の一例を示す斜視
図である。 １０・・・・・・光ヘツド本体、 １１・・・・・・対物レンズ、 １２・・・・・・半導体レーザ、 １５・・・・・・コリメータレンズ、 ２０．２１・・・・・・チルトエラー信号検出用光セン
サ、 ２２・・・・・・遮光膜、 ＦＯ’・・・・・・コリメート光、 Ｆ２．Ｆ３・・・・・・チルトセンサ用出射５光、■）
・・・・・・ディスク、 第１図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）半導体レーザーから出射されるレーザ光をコリメ
   ータレンズを介してコリメート光に成形し、このコリメ
   ート光を対物レンズを通してディスクに照射させる光ヘ
   ッドにおいて、前記対物レンズの外周部に前記コリメー
   ト光を直進・通過させる領域を設け、この領域を通して
   出射されるコリメート光のディスクで反射された回折光
   を受ける一対の光センサを前記ディスクとの対向位置に
   配設し、前記一対の光センサの差動出力に基づいて前記
   レーザ光光軸を前記ディスクに対して傾き補正（チルト
   サーボ）するようにしたことを特徴とする光ヘッド。